雙母雙分段接線運行方式優化研究

張馨介，朱余啟

(云南電力調度控制中心，昆明 650216)

0 前言

母線是電網運行中的重要設備，母線故障直接影響電網安全穩定運行[1]。220kV母線一般采用雙母線接線方式，當雙母線其中一段母線檢修時，無需線路配合停電，保證了重要用戶的供電可靠性。但該種接線方式建設成本較高，采用了較為復雜的接線方式，在隔離開關倒換操作時容易出現誤操作。[2]基于雙母線接線方式，將雙母線中每一段母線分為兩段，并兩兩母線之間通過斷路器聯接，形成了雙母雙分段接線方式。其優點為任意一段母線跳閘或檢修，另外3段無故障母線都能保持正常運行[3]，但建設成本較雙母線接線更高。為了保障主網供電可靠性，部分220kV母線也采用雙母雙分段接線方式。

雙母雙分段接線雖已充分考慮電網設備N-1后的可靠性，但在電網實際運行維護過程中，必然存在設備檢修的情況，在檢修過程中，若再出現設備跳閘，根據母線運行方式的不同，仍存在一定風險。本文主要針對雙母雙分段母線在設備檢修后再出現N-1的風險進行分析，并提出運行方式的優化方案，避免故障范圍的擴大。

1 雙母雙分段接線結構特點

雙母雙分段接線典型結構如圖1所示：共有4段母線、2臺分段斷路器、2臺母聯斷路器以及若干線路。線路可以連接主變、負荷、電源，也可作為變電站與變電站之間的聯絡線。

當雙母雙分段母線其中一段母線檢修時，可將在該母線運行的所有線路斷路器倒至未停電母線，而不需要線路配合停電；當單一母聯或分段斷路器檢修時，不會對母線運行方式造成本質改變。

圖1 雙母雙分段典型結構

如圖1所示，作為電力系統實際運行中常見接線形式，除建設成本較雙母線接線高外，雙母雙分段接線運行可靠，設備N-1后安全裕度高。

2 雙母雙分段運行風險

電網實際運行中，必然存在電氣設備停電檢修的情況，在電網全網架運行時不會存在的風險，在設備檢修后會突顯出來，雙母雙分段接線方式運行的母線就存在此類問題。以圖1為例，當母線設備檢修后，若再次發生設備N-1跳閘，根據母線運行方式的不同，將產生不同的后果。雙母雙分段母線在有母線設備停電時，再次出現母線或母聯斷路器跳閘將有可能導致額外母線失壓。

經整理分析，對雙母雙分段接線其中一段母線供電的設備共4類：母聯斷路器；分段斷路器；與主網相連的聯絡線；接入電廠的線路。若對單段母線進行供電的所有設備出現故障，則該段母線將失壓。而雙母雙分段接線的母聯斷路器、分段斷路器皆正常運行時，能保證每段母線至少有兩個對其供電設備。若非本段母線跳閘的基準風險，其余任意單一設備跳閘都不會導致該兩段母線失壓。

雙母雙分段母線在完整網架下安全裕度較高，往往不會出現單一設備跳閘間接導致母線失壓的情況，但電網設備檢修是實際運行中經常會出現的情況，必須考慮N-1后的運行風險。在母線停電檢修時，與該母線連接的母聯、分段斷路器都需配合停運。對于相鄰未停運母線，對其供電設備必有減少。而只要當雙母雙分段母線中任意單段母線的供電設備減少至只有一個時，該單一供電設備跳閘將間接導致單段母線失壓，在以往較少考慮該種情況。因此，勢必建立一種優化方案，盡量避免出現該種情況。

3 優化方案

對于已采用雙母雙分段接線運行的變電站，為了防止設備檢修后再次出現設備跳閘導致母線失壓，應充分利用雙母雙分段接線特點，對母線運行方式進行優化，避免風險的出現。

由于接入雙母雙分段母線的線路可以在兩組母線之間進行倒換，為雙母雙分段母線的運行方式提供了充分的優化空間。因此，提出對雙母雙分段母線接線運行方式的優化方案如下：

1）分析雙母雙分段母線接線構成：應分析接入母線線路類型，確認對母線供電的線路。

2）合理安排母線運行方式：能保證每段母線至少有兩個對其供電設備，并盡量使每段母線的對其供電設備數目相近，以平攤電網運行風險。

3）母線設備停電時，應重新評估風險；若有需要，提前變更運行方式：在單一母線設備停電前，需提前評估電網運行風險，若停電將導致單段母線僅由單一設備供電時，應提前將可對母線供電的線路倒至該母線運行，并盡量保證每段母線至少有兩個對其供電設備。

4）應避免出現母線設備N-1時，單一元件因所帶潮流超出熱穩極限值損壞的情況：單段母線僅由兩個設備對其供電時，應通過倒母線方式避免單一供電設備跳閘后，另一供電設備因供電潮流變大超出其熱穩極限值而損壞的情況。

在實際應用中，雙母雙分段母線設備正常運行、檢修或跳閘時，若按照該優化方案提前進行評估準備，則可縮小單一設備跳閘后對電網造成的影響，并減少單一設備跳閘而間接導致母線失壓的情況發生。

4 結束語

本文以調度運行實際工作中較為常見的雙母雙分段母線單一設備停電為例，發現了雙母雙分段母線接線存在的潛在風險，并據此提出了優化方案。以盡量縮小該接線方式下設備發生N-1跳閘所帶來的影響。因此，在對雙母雙分段接線運行方式進行規劃時，應充分考慮單段母線上對其供電設備的分布情況，若根據本方案進行合理安排，將大大減小母線設備跳閘所帶來的風險。

實際上，本文所探討的問題本質上還是設備供電可靠性的問題。在對單段母線的供電設備為1個時，若該設備跳閘，也就意味著單段母線的失壓。進一步來說，任何設備若僅由單一元件供電，那么該設備將無法滿足N-1校驗[4]。而通過本優化方案，若發現雙母雙分段接線中不滿足N-1校驗的單段母線，可通過倒母線方式避免單一設備跳閘而間接導致母線失壓的情況發生，有助于調度員根據電網運行情況降低雙母雙分段母線接線在電網運行中的風險。